蒙脱石（微晶高岭石）的结构蒙脱石是一种粘土类矿物，属单斜晶系，空间群C2/ma；理论化学式为Al2[Si4O10](OH)2·nH2O；晶胞参数a=0.515nm，b=0.894nm，c=1.520nm，?=90o；单位晶胞中Z=2。实际化学式为(Al2-xMgx)[Si4O10](OH)2·（Nax·nH2O），式中x=0.33，晶胞参数a?0.532nm，b?0.906nm，c的数值随含水量而变化，无水时c?0.960nm。蒙脱石的结构复网层结构：两层[SiO4]层＋水铝石层。膨润土?第30页，共62页，星期日，2025年，2月5日第31页，共62页，星期日，2025年，2月5日蒙脱石结构与性质的关系蒙脱石复网层之间靠微弱的分子力作用，因此呈良好的片状解理，且晶粒细小，所以也称之为微晶高岭石；蒙脱石晶胞c轴长度随含水量而变化，甚至空气湿度的波动也能导致c轴参数的变化，所以晶体易于膨胀或压缩：加水膨胀，加热脱水并产生较大收缩，一直干燥到脱去结构水之前，其晶格结构不会被破坏；随层间水进入的正离子使复网层电价平衡，它们易于被交换，使矿物具有很高的阳离子交换能力。由于蒙脱石易发生同晶取代，因而质地不纯，熔点较低。第32页，共62页，星期日，2025年，2月5日伊利石K1~1.5Al4[Si7~6·5Al1~1.5O20](OH)4结构伊利石属于单斜晶系，C2/c空间群，晶胞参数a＝0.520nm，b＝0.900nm，c＝1.000nm。β角尚无确切值，晶胞分子数Z＝2。伊利石也是复网层结构，和蒙脱石不同的是Si-O四面体中大约的Si4＋被Al3＋离子所取代。为平衡多余的负电荷，结构中将近有1~1.5个K＋进入结构单位层之间。K＋处于上下两个硅氧四面体六节环的中心，相当于结合成配位数为12的K-O配位多面体。因此层间的结合力较牢固，这种阳离子不易被交换。第33页，共62页，星期日，2025年，2月5日白云母KAl2[AlSi3O10](OH)2的结构属单斜晶系，空间群C2/c；晶胞参数a=0.519nm，b=0.900nm，c=2.004nm，?=95o11”，Z=2。其结构如图所示，图中重叠的O2-已稍行移开。白云母属于复网层结构，复网层由两个硅氧层及其中间的水铝石层所构成。连接两个硅氧层的水铝石层中的Al3+之配位数为6，形成[AlO4(OH)2]八面体。由图可以看出，两相邻复网层之间呈现对称状态，因此相邻两硅氧六节环处形成一个巨大的空隙。（a）（100）面上的投影（b）（010）面上的投影白云母的结构第34页，共62页，星期日，2025年，2月5日白云母结构与性质的关系白云母结构与蒙脱石相似，但因其硅氧层中有1/4的Si4+被Al3+取代，复网层不呈电中性，所以，层间有K+进入以平衡其负电荷。K+的配位数为12，呈统计地分布于复网层的六节环的空隙间，与硅氧层的结合力较层内化学键弱得多，故云母易沿层间发生解理，可剥离成片状。结构中的离子取代：（1）2个Al3+被3个Mg2+取代，形成金云母KMg3[AlSi3O10](OH)2；用F-取代OH-，得到人工合成的氟金云母KMg3[AlSi3O10]F2，作绝缘材料使用时耐高温达1000℃，而天然的仅600℃。（2）用(Mg2+,Fe2+)代替Al3+，形成黑云母K(Mg，Fe)3[AlSi3O10](OH)2；（3）用(Li+，Fe2+)取代1个Al3+，得锂铁云母KLiFe2+Al[AlSi3O10](OH)2；（4）若2个Li+取代1个Al3+，同时[AlSi3O10]中的Al3+被Si4+取代，则形成锂云母Kli2Al[Si4O10](OH)2。（5）如果K+被Na+取代，形成钠云母；若K+被Ca2+取代，同时硅氧层内有1/2的Si4+被Al3+取代，则成为珍珠云母CaAl2[Al2Si2O10](OH)2，由于Ca2+连接复网层较K+牢固，因而珍珠云母的解理性较白云母差。第35页，共62页，星期日，2025年，2月5日第36页，共62页，星期日，2025年，2月5日骨架状结构架状结构中硅氧四面体的每个顶点均为桥氧，硅氧四面体之间共顶连接，形成三维“骨架”结构。作为骨架的硅氧结构单元的化学式为[SiO2]n，其中Si/O为1:2。当硅氧骨架中Si被Al取代时，结构单元化学式可写成[AlSiO4或[AlSi3O8]，其中(Al+Si):O仍为1:2。此时，由于结构中有剩余负电荷，一些电价低、半径大的正离子（如K+、Na+、Ca2+、Ba2+等）会进入结构中。典型的架状结构有石英族晶体，化学式为SiO2，以及一些铝硅酸盐矿物，如霞石